Корригирующее влияние комплексного фитопрепарата на изменения хрящевой и костной тканей…

Из раздела: Статьи
15-06-2015

КОРРИГИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ФИТОПРЕПАРАТА НА ИЗМЕНЕНИЯ ХРЯЩЕВОЙ И КОСТНОЙ ТКАНЕЙ В МОДЕЛИ СТЕРОИДНОГО ОСТЕОПОРОЗА У МЫШЕЙ

Волков Е.Е., Воронова С.Н., Василенко А.М.

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, 119334 Москва, ул. Вавилова, 26

Введение.

Остеопороз входит в число актуальнейших проблем современного здравоохранения. Согласно данным ВОЗ около 75 млн граждан Европы, США и Японии страдают этим заболеванием. Женщины после 45 лет госпитализируются в связи остеопорозом, по поводу сахарного диабета, инфаркта миокарда и рака молочной железы. В связи с постарением европейского населения к 2050 г ожидается рост количества остеопоротических переломов шейки бедренной кости с 500 тыс. до 1 млн случаев ежегодно. Остеопороз занимает четвертое место по частоте инвалидизации после болезней сердечно-сосудистой системы, сахарного диабета и онкологических заболеваний. В связи с постарением населения Европы к 2050 г. ожидается рост количества остеопоротических переломов шейки бедренной кости с 500 тыс. до 1 млн случаев ежегодно [1]. В России остеопорозом страдают  33,8% женщин и 26,9% мужчин старше 50 лет. Еще у 43,3% женщин и 44,1% мужчин определяются признаки остеопении [2]. Таким образом, проблема остеопороза в России касается 14 млн человек (10% населения страны), кроме того еще у 20 млн обнаруживается остеопения. Это означает, что 34 млн жителей нашей страны имеют реальный риск низкоэнергетических (остеопоротических) переломов [3].

Остеопороз — полиэтиологическое заболевание, патогенез которого изучен не достаточно. У 80% больных в семейном анамнезе имеют случаи частых переломов или диагностированного остеопороза. Генетический фактор является предрасполагающим, но, по-видимому, не определяющим. Возрастной дефицит половых гормонов, выделяющиеся при стрессе и используемые в лечебных целях глюкокортикоиды, малоподвижный образ жизни, несбалансированное питание, частый прием антибиотиков, курение и злоупотребление алкоголя называются в качестве важных причин возникновения остеопороза [4, 5].

Эффективная терапия остеопороза остаётся нерешенной проблемой [6], что обусловливает необходимость дальнейших изысканий в этой области. В связи с проблемой лекарственной ятрогенией [7, 8], представляется перспективным изучение возможностей использования препаратов, изготовляемых на основе природных веществ, лишённых множества побочных эффектов, свойственных химиотерапевтических препаратов. В течение 9 лет в центре по лечению асептического некроза успешно применяется импортируемая из КНР биодобавка Чэн цзай вань, состоящая из компонентов растительного и животного происхождения, применяемых в традиционной китайской медицине [9, 10]. В качестве импортозамещающего средства предлагается отечественный комплексный биоорганический препарат с рабочим названием травяной бальзам (ТБ).

Цель исследования состояла в изучении дозозависимого корригирующего влияния ТБ на изменения, вызванные преднизолоном в хрящевой и костной тканях задних конечностей мыши.

Материалы и методы. Исследования  проведены на самцах и самках мышей линии Balb/c 2-месячного возраста массой 20 г (Питомник Столбовая, РАН). Мышей содержали в стандартных условиях по 5 особей в клетке с контролируемыми режимами температуры (24 oC) и освещения (в течение 12 ч), со свободным доступом к воде и пище. Для моделирования экспериментального остеопороза использовали синтетический глюкокортикоид преднизолон, который вводили в/м мышам в дозе 1 мг/мышь в течение 14 дней. Доза вводимого преднизолона была выбрана на основе литературных данных [11].

Все животные были разделены на 6 групп по 10 мышей в каждой (5 самок + 5 самцов). 1 — контрольная группа – интактные мыши. Животным остальных 5-ти групп вводили преднизолон. Животных 2-й группы забивали с помощью цервикальной дислокации через 14 дней после 14-дневного введения преднизолона. Извлекали бедренные кости, которые использовали для гистологического анализа и морфологической оценки исходной выраженности патологического процесса. Животные 3-й группы после 14-дневного введения преднизолона в течение 30 дней ежедневно получали порции каши, служившей основой для скармливания ТБ. Животные 4 — 6 групп в те же сроки получали кашу с ТБ в разных дозах: 5.0, 50 и 250 мг/мышь. По окончании курса приема ТБ проводили гистологический анализ бедренных костей.

Кости мышей всех 6-ти групп фиксировали в 10% формалине, приготовленном на фосфатно-солевом буфере (ФСБ, 0,02М, рН7.6) 24 часа при комнатной температуре. Декальцинировали в 5% трихлоруксусной кислоте 24-48 часов, затем промывали в ФСБ и замораживали в изопентане при -400С. Далее приготавливали срезы толщиной 10 мкм на криостате Leyca (Германия). Срезы высушивали при комнатной температуре в течение 1 часа и окрашивали гематоксилин-эозином с последующим анализом изображения с помощью светового микроскопа Olympus Vanox AH BT3 (Германия), увеличение (х 100) или (х 200). Изображения фотографировали и в поле зрения проводили морфологический анализ клеток. Для определения достоверности различий между опытом и контролем использовали непараметрический двусторонний критерий Манна-Уитни (U-тест).

Результаты. Анализ гистологических данных показал, что 14-дневное введение преднизолона вызывает выраженные изменения как хрящевой ткани головок бедренных костей мышей, так и непосредственно костной ткани (рис. 1, 2). Как видно из рис. 1б, под действием преднизолона значительно усиливается пролиферативная активность хондроцитов (112 ± 7) по сравнению с контрольной группой животных, не получавших инъекции преднизолона (12 ± 4, рис. 1а достоверность различия между опытной и контрольной группами: M±SEM; р < 0.05).

Особенностью суставного хряща, по сравнению с другими видами тканей в организме является наличие небольшого количества клеток, окруженных большой площадью межклеточного пространства – матриксом, представленным коллагеновыми волокнами и основным веществом. Увеличение числа хондроцитов происходит за счет внеклеточного матрикса, что приводит в дальнейшем и к их качественным изменениям.

По истечении 30 дней в 3-й группе животных, получавших кашу без ТБ, количество хондроцитов незначительно снижалось (83 ± 6, рис.1в) по сравнению со 2-й группой животных, забитых через 14 дней после введения преднизолона. ТБ, принимаемый в дозе 5.0 мг/мышь, оказывал слабо выраженный корригирующий эффект на хрящевую ткань (число хондроцитов составляло 52 ± 6, рис. 1г). Восстановление гиалинового хряща практически до нормы наблюдалось при приеме ТБ в дозах 50 и 250 мг/мышь (8 ± 3 и 20 ± 7, соответственно, рис. 1д, е). Достоверность различий между опытной (5 и 6-й) и контрольной (2-й) группами составила M±SEM; р < 0.05). Они были одинаковым у самцов и самок.

Рисунок №1

рисунок 1

ТБ в дозе 250 мг/мышь оказывал корригирующий эффект также и на костную ткань (рис. 2). Под действием ТБ наблюдалось восстановление костной ткани до показателей контрольных животных (рис. 2а, г). Через 14 дней после введения преднизолона в костной ткани были выявлены многочисленные участки разрыва (рис. 2б), которые не исчезали и через 30 дней после инъекции (рис. 2в). Кроме того, через 14 дней после введения преднизолона в костной ткани была выявлена хаотичная ориентация коллагеновых волокон (рис. 2б), тогда как после приема ТБ их расположение было подобно расположению у контрольных интактных животных (рис. 2а).

Рисунок №2

рисунок 2

Положительное действие ТБ обнаруживалась также по различиям внешнего вида и поведения мышей в основных группах животных по сравнению с мышами 3-й группы, не принимавших препарат. Нежелательных побочных эффектов при приеме ТБ не наблюдалось.

Вывод: полученные данные свидетельствуют о перспективности применения разрабатываемой биодобавки в комплексном нехирургическом лечении дегенеративно-дистрофических поражений суставов и остеопороза, а также в реабилитации больных ими страдающих.

Литература

  1. Руденко Э. В., Буглова А. Е., Руденко Е. В., Самоховец О. Ю. Медикаментозное лечение остеопороза у взрослых. Учебно-методическое пособие, Минск: БелМАПО, 2011 — 22 с.
  2. Михайлов Е.Е., Беневоленская Л.И. В кн.: Руководство по остеопорозу. Под ред. Л.И. Беневоленской. М: БИНОМ 2003;10—55.
  3. Лесняк О.М. Аудит состояния проблемы остеопороза в Российской Федерации. Профилактическая медицина, , 2011. №2: 7-10.
  4. Consensus development conference: diagnosis, prophylaxis, and treatment of osteoporosis. Am J Med. 1993 Jun;94(6):646-50.
  5. NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention, Diagnosis, and Therapy, March 7-29, 2000: highlights of the conference. South Med J. 2001 Jun; 94 (6): 569-73.
  6. Чернов, Ю.Н., Пешехонова Л.К., Батищева Г.А. Остеопороз: критические звенья патогенеза и пути фармакологической коррекции. https://medi.ru/doc/7200210.html
  7. Кукес В.Г., Сычёв Д.А. Персонализированная медицина: новые возможности для повышения безопасности фармакотерапии // https://www.pravmed.ru/node/30
  8. Горбачева А. Персонализированная медицина: этические проблемы и риски. // Гуманитарные научные исследования. – Июнь, 2012. [Электронный ресурс]. URL: https://human.snauka.ru/2012/06/1409
  9. Chen Y, Huang K, Lang F, et al. Experimental study on cheng zai wan for treatment of necrosis of the femoral head. J Tradit Chin Med 2003; 23 (4):292-298.
  10. Lang FP, Huang H, Huang H, Huang KQ, Zhang JC. Retrospective analysis of therapeutic efficacy in 1 425 cases of femoral head necrosis.// Zhonggou Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008; 12(33):6500-6504.
  11. Валеева И.Е., Зиганшина Л.Е., Бурнашова З.А., Зиганшин А.У. Влияние димефосфона и ксидифона на показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы крыс, длительно получавших преднизолон. // Экспериментальная и клиническая фармакология. Т.65, № 2. С. 40-43.